GPON_G.984最全的原理介绍以及分析

ByLucas.LiuAlphaChengdu.coGPON概述GPON和EPON区别GPON报文结构ONU发现过程GPON关键技术OMCIGPON(Gigabit-CapablePON)技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。GPON最早由FSAN组织于2002年9月提出，ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。什么是GPON?Page5ITU-TG.984.3•GPONTC层规格要求•GTC复用结构及协议栈介绍•GTC帧结构介绍•ONU注册激活流程•DBA规格要求•告警和性能ITU-TG-984.1/2/3/4产品开发简单产品兼容性强ITU-TG.984.1•GPON网络参数说明•保护倒换组网要求ITU-TG.984.4•OMCI消息结构介绍•OMCI设备管理框架•OMCI实现原理简述ITU-TG.984.2•PMD层规格要求•2.488Gbps下行光接口参数规格要求•1.244Gbps上行光接口参数规格要求•物理层开销分配PSTNIP骨干网VideoService用户驻地网LANONUONUONUOLTsplitter分支比最大可为1：128可采用PON的保护结构对ODN和需要保护的OLT、ONU实现冗余保护接入网核心网TelephoneTelephoneTelephonePBXGPON概述GPON和EPON区别GPON报文结构ONU发现过程GPON关键技术OMCIEPON:IEEE802.3ahGPON:ITU-TG.984.x1.制定机构:2.速率:EPON:上行1.25G;下行1.25GGPON:上行1.244G;下行2.488GGPON提供以下几种异步传输速率：0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率）2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown3.分光比:EPON:1:16–1:32GPON:1:64–1:1284.承载:EPON:EthenetGPON:ATM,Ethenet,TDM5.带宽效率:EPON:72%GPON:92%6.QOS:EPON:good,onlyEthenetGPON:verygood,includingATM,Ethenet,TDM7.光预算:EPON:PX10/PX20GPON:ClassA/B/B+/C8.DBA:EPON:厂家自定义GPON:标准格式(提高了设备兼容性)9.ONT互通:10.OAM:EPON:EthenetOAM(厂家自定义)GPON:ITU-TG.984.xEPON:无GPON:OMCIGPON概述GPON和EPON区别GPON报文结构ONU发现过程GPON关键技术OMCIGPON技术特征主要体现在成帧子层物理媒质层传输汇聚层传输介质(传输介质层提供相应的OAM功能)传输汇聚层适配子层物理媒质层适配子层成帧子层传输介质(传输介质层提供相应的OAM功能)光纤连接波分复用E/O适配保护倒带保密和安全带宽分配上行时隙分配测距GEM适配子层OMCI适配子层ATM适配子层PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuyPayloady名词解释物理层开销（PhysicalLayerOverheadupstream，PLOu）上行物理层操作、维护和管理（PhysicalLayerOAMOperations,AdministrationsandMaintenancupstreame，PLOAMu）上行功率控制序列（PowerLevellingSequenceupstream，PLSu）上行动态带宽报告（DynamicBandwidthReportupstream，DBRu）不同的T-CONT由不同的DBRu来上报队列信息(T-CONTX)PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuyPayloadyPLOuPreambleAbytesDelimiterBbytesBIP1bytesONU-ID1bytesInd1bytes帧结构ThepreambleanddelimiterareformedasdictatedbytheOLTintheUpstream_OverheadandExtended_Burst_LengthmessagesONU标识符用于报告ONU的实时状态0-4bit保留未用5bit:RDIstatus(1=Defect,0=OK)6bit:FECstatus(1=FECon,0=FECoff)7bit:UrgentPLOAMuwaiting(1=PLOAMwaiting,0=noPLOAMswaiting)PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuyPayloadyPLOAMuONU-ID1bytesMessage-ID1bytesMessage10bytesCRC1bytes帧结构消息类型消息内容PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuyPayloadyPayloadxDBA1,2,4bytesCRC1bytesGEMHeaderFrameFragmentGEMHeaderFullFrameGEMHeaderFrameFragmentDBRuxGEMHeaderPL112bitsGEMport-ID12bitsPTI3bitsHEC13bits帧结构用户数据GEMport标识PCBDnPayloadNPCBDn+1Payloadn+1固定长度125um(8K)PCBDnPsync4bytesIdent4bytesPLOAMd13bytesBIP1bytesPlend4bytesPlend4bytesUSBWMapN*8bytes物理同步,主要用于让ONU找到每个帧的开头FECIdent1bitReserved1bitSuper-FrameCounters30bitsONU-ID1byteMessage-ID1byteData10bytesCRC1bytePCBDnPayloadNPCBDn+1Payloadn+1固定长度125um(8K)Psync4bytesIdent4bytesPLOAMd13bytesBIP1bytesPlend4bytesPlend4bytesUSBWMapN*8bytesBlenBWMapLength12bitsAlenATMPartitionLength12bitsCRC8bitsAccess18bytesAccess28bytes。。。Accessn8bytes用于指示BWmap的长度用于ATM分区的长度,一般情况下为全0Access18bytesAccess28bytes。。。Accessn8bytesSendPLS1bitSendPLOAMn1bitUseFEC1bitSendDBRu2bitsReserved7bitsAllocID12bitsFlags12bitsSstart2bytesSstop2bytesCRC1byteAccess18bytesFlags12bits不用,被置为0如果被置为1,ONU就必须上报PLOAMu如果被置为1,ONU就会在该Alloc使用FEC2bit定义了是否发送DBRu00:不发送01:发送DURu,Mode置为010:发送DBRu,Mode置为111:保留未用开始和结束时间PCBDnPayloadNPCBDn+1Payloadn+1固定长度125um(8K)GEMHeaderPayloadnGEMHeaderPayloadn+1GEMHeaderPayloadn+2…PL112bitsGEMport-ID12bitsPTI3bitsHEC13bitsONU根据GEMPort-ID判断是否是自己的报文GPON概述GPON和EPON区别GPON报文结构ONU发现过程GPON关键技术OMCIC/M(control/manage)平面由3个部分组成:嵌入式OAMPLOAMOMCI其中嵌入式OAM和PLOAM通道信息用于对物理层和GTC层进行管理OMCI提供了更高层次的统一管理系统嵌入式OAM通道通过GTC帧头中域格式信息来提供BDmap,DBRu功能包括:带宽授权,动态带宽分配信令等PLOAM通道涉及ONU注册,加密,BootOMCI等功能OMCI通道用于管理在GTC层上层定义的业务管理OMCI（ONUManagementandControlInterface）是GPON标准中定义的一种配置传输通道，通过在OLT和ONT之间建立专有的ATMPVC或者GEMPORT传输OMCI消息，用于提供标准的获取ONU能力，并对其进行管理和控制的方法。ONT所有的配置都由OLT来控制，但在有告警或者属性改变的时候，ONT会主动上报消息，ONT只能主动上报三种消息：Alarm、AVC和TestResult。ONT在向OLT注册时建立OMCI通道。OMCI是主从式管理协议，OLT是主设备，ONT是从设备，OLT通过OMCI通道控制OLT下面连接的多个ONT设备。OLT和ONT的OMCI消息交互采用了停等机制，在OLT收到了正确的回复消息后，才会下发下一个消息配置，单个OMCI消息的超时时间1s。•OMCI消息是用于OLT和ONT之间的管理层的消息，消息格式固定为53个字节，并且有严格的大小控制和内容格式定义。ATM/GEMHeader(5bytes)TransactionCorrelationIdentifier(2bytes)MessageType(1byte)DeviceIdentifier(1byte)MessageIdentifier(4bytes)MessageContents(32bytes)OMCITrailer(8bytes)ATMHeaderorGEMHeaderGEM头信息，包含GEM净荷长度，GEMPortID，PTI，HEC。OMCItrailer两字节固定位0，两字节为报文长度0x28，四字节CRC位MessageContents报文净荷。MessageIdentifier两个字节的实体ID，两个字节的实例ID。TransactionCorrelationIdentifier事务相关标识，一组对应请求和响应的消息中该字段值要一致。注意该字段的最高位表示另外的意思，用来表示该OMCI消息的优先级，0=普通优先级，1=高优先级。ATM/GEMHeader(5bytes)TransactionCorrelationIdentifier(2bytes)MessageType(1byte)DeviceIdentifier(1byte)MessageIdentifier(4bytes)MessageContents(32bytes)OMCITrailer(8bytes)87651DBARAKMTDestinationbit(DB)固定为0。AcknowledgeRequest(AR),是否需要回应标志，1表示需要回应，0表示不需要回应。Acknowledgement(AK)回应消息表示，1表示该OMCI报文是回应报文，0表示不是回应报文。MessageType(MT),表示消息类型，共支持32中消息类型，协议已经定义了4~28。主要消息类型有：Create，Delete，Set，Get，MIBupload。